裂解丙烯塔操作優化，降低釜內丙烯損失

高晶　孫利民

[摘要]通過分析乙烯裝置裂解老區丙烯塔的工藝流程特點，找出了丙烯塔ET-451塔釜丙烯損失大的主要原因，通過優化丙烯塔操作，降低丙烯塔進料中C4含量，降低丙烯塔的進料量，從而降低丙烯塔ET-451塔釜丙烯損失，提高丙烯收率，實現裝置的效益最大化。

[關鍵詞]丙烯塔；塔釜內冰系損失；急冷水溫度；進料量。

[中圖分類號]TQ042 [文獻標識碼]A [文章編號]1672-5158（2013）06-0188-01

一、裂解裝置工藝簡介

大慶乙烯裂解裝置1986年建成投產，裝置乙烯生產能力30萬噸/年，1999年裝置經過擴能改造，乙烯生產能力達到48萬噸/年。老區裝置流程采用的是美國S&W;公司的順序分離流程，加氫方式為后加氫。從脫丙烷塔（E T441）塔頂出來的碳三組份通過C3Rx反應器加氫除去甲基乙炔（MA）、丙二烯（PD），再進入丙烯汽提塔（ET-473），汽提出氫氣和甲烷等輕組分，最后進入丙烯精餾塔。丙烯塔由串聯兩塔組成，1#丙烯塔（ET451）塔釜采出循環丙烷進裂解爐裂解，2#丙烯塔（ET-452）采出丙烯產品。ET-451塔釜再沸器用急冷水加熱，ET452塔頂冷凝器用冷卻水冷凝。ET452塔頂采出的是純度為99.60mol%的聚合級丙烯產品，第145層塔盤側線采出的是純度為95.0mol%的化學級丙烯產品，聚合級丙烯產品、化學級丙烯產品采出比例可根據實際生產需要進行調整，一般情況下化學級丙烯產量是聚合級丙烯產量的2倍。因為丙烯與丙烷的相對揮發度較小，因此丙烯塔具有回流比大、塔盤數多的特點，ET-451共有浮閥塔盤88層，ET-452共有浮閥塔盤100層，兩塔共有188層塔盤。原塔盤為普通浮閥塔盤，2004大檢修全部更換為組合導向式高效浮閥塔盤，改造后可以全部生產聚合級丙烯，在全產聚合級丙烯的情況下，ET-451塔釜丙烯含量設計小于15mol%。

丙烯塔簡要流程如（圖1）：

二、存在的問題

目前根據生產需要，聚合級丙烯和化學級丙烯的產量比例大約為1：2，因此ET-451塔釜丙烯損失更應該低于設計值15mol%。但是2007年12月份ET-451塔釜丙烯含量平均為27mol%，最高時達到39.9mol%。大量丙烯返回裂解爐重新裂解，造成丙烯損失大；同時大量丙烯返回裂解爐易造成裂解爐管結焦，降低裂解爐運行周期。

三、ET-451塔釜丙烯損失高的主要原因

1、丙烯塔ET-451共有3臺再沸器（EH-451A/B/C），均用急冷水作為加熱介質。而急冷水溫度控制在78-80℃，造成EH-451A/B/C加熱量不足，EH-451急冷水調節閥QC-1473處于全開狀態，仍然不能滿足ET451加熱要求，造成塔釜丙烯損失大。

2、脫丙烷塔ET-441分離效果不好導致塔頂夾帶大量C4進入ET451塔釜，C4重組份進入再沸器后排不出去，嚴重時還引起丁二烯聚合，導致殼程結垢，這些因素直接影響到再沸器的傳熱效果。同時C4使得丙烯與再沸介質的接觸面積減少，大量丙烯沒有被加熱汽化，而是隨著循環丙烷損失掉，造成ET45l塔釜丙烯損失大。

3、丙烯塔操作不統一，對于丙烯塔的塔壓和回流比調整隨意性大，塔壓控制在1.45-1.85MPa，回流比控制在在8.5～12，丙烯塔運行不穩定。另外有個別班組為爭產量，在交接班前減產品采出、加回流，造成ET-451塔釜丙烯損失大。

4、裂解老區丙烯塔設計進料量為18.9噸/小時，由于裂解新區脫丙烷塔ET-1610負荷大、頂溫高，被迫將EV-1640的部分物料改進老區脫丙烷塔回流罐EV-442，造成老區丙烯塔進料量增大、負荷偏高。另外丙烯壓縮機EC-351不凝氣返EV-303的量過大，大量丙烯在系統的循環量，即增加壓縮機負荷，又造成丙烯塔進料量大。由于上述原因，老區丙烯塔的進料量在22噸/小時左右，由于老區丙烯塔負荷高，并且再沸器（EH-451A/B/C）加熱量不足，造成老區丙烯塔損失大。

四、降低ET-451塔釜丙烯損失大的主要措施

1、由于EH-451的急冷水流量不能再提高，因此提高EH-451再沸量只能靠提高急冷水溫度。和急冷系統聯系，在保證急冷水塔ET-202穩定運行的情況下，急冷水溫度控制在82～84℃，ET-451的再沸量得到很大提高。

2、脫丙烷塔ET-441有兩股進料，分別來自脫乙烷塔ET-421和凝液氣提塔ET-323，當這兩股總進料量超過36t/h時，ET441超負荷分離效果變差，因此ET441調整要首先控制進料量不超過36t/h。其次，在保證ET441塔釜不夾帶C3，碳四產品合格的同時，盡量降低ET441靈敏板溫度設定值，靈敏板由原來的64℃降至59℃，同時將ET-441的回流量由11噸/小時提高到14噸/小時，ET-441塔頂物料C4含量明顯下降。另外將EH451的重組份返到裂解爐，提高EH-451的加熱效果。

3、統一丙烯塔操作條件，將丙烯塔壓力冬季控制在1.65～1.75MPa、夏季控制在1.75～1.85MPa；穩定聚合級丙烯和化學級丙烯的產量比值；ET-452的回流比控制在9～10，同時穩定ET-45`的進料量。另外將ET-451塔釜丙烯損失班組經濟核算考核指標，這樣可以加強主操的責任心，穩定丙烯塔操作。

4、在保ET-1610/1611穩定運行的情況下，逐漸降低裂解新區EV1640到老區EV-442的物料，降低丙烯塔負荷。另外在保證EC-351穩定運行的情況下，盡量減少EV-355不凝氣返EV-303的流量，減少丙烯在系統的循環量，減少丙烯塔進料量。通過上述調整，老區丙烯塔的進料量由原來的22噸/小時降到19噸/小時，使丙烯塔的進料量接近設計值。

五、調整后的效果檢驗

通過對上述四個方面進行優化調整，效果十分明顯，ET-451塔釜丙烯損失大幅度降低，如（表1）所示：

通過對老區丙烯塔進行優化調整，效果十分明顯，ET-451塔釜丙烯損失大幅度降低，由活動前的27%降低至活動后的10%以下。ET-451塔釜丙烯返回裂解爐按丙烷原料進行裂解，丙烯產品價格為7000元/噸，丙烷產品價格為5000元/噸，丙烯塔操作時間按8000小時/年，ET-451塔釜物料返回裂解爐按2噸/小時，則每年由ET-451塔釜所減少丙烯損失而創造的直接效益為：

（7000-5000）元/噸×8000小時×2噸/小時×（27%-10%）=544萬元

同時可以減小丙烯裂解結焦對爐管的影響，提高裂解爐運行周期。

六、結束語

通過優化裂解老區丙烯塔操作，效果十分明顯，ET-451塔釜丙烯損失大幅度降低，提高了裝置的丙烯收率，實現裝置的效益最大化。

參考文獻

[1]張旭之，我國乙烯工業發展中的相關問題[C]，大慶石化公司科技會議報告，2006

12l Morrison，R.T Boyd，R.N.Organic Chemistry[M]，6th ed.Prentice Hall：Englewood Cliffs，NJ，1992，35-36